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Verfahren zur Herstellung eines feilenartig wirkenden Schneidelementes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines feilenartig wirkenden
Schneidelements aus härtbarem Blech mit einer Vielzahl gerader Schneidkanten, bei
dem das Blech vielfach in der Richtung der zu erzeugenden Schneidkanten geschlitzt
wird, wobei ein Blechstreifen an einer Seite jedes Schlitzes aus der Ebene des Bleches
herausgedrückt wird, derart, daß eine Scherkante aus der Blechebene herausragt.
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Diese Schneidelemente können beispielsweise flach oder gekrümmt sein
zur Verwendung in einer Feile, oder sie können auch als zylindrische oder kegelförmige
Trommeln oder Scheiben od. dgl. mehr zwecks Verwendung als rotierendes Werkzeug
ausgebildet sein.
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Der nachstehend verwendete Ausdruck »Blechebene« soll die Ebene bezeichnen,
die zur schneidenseitigen Blechoberfläche unmittelbar um diebetreffende Schneide
herum tangential ist. Bei einem gekrümmten Element ist also diese Ebene für verschiedene
Zähne oder Schneiden jeweils eine andere.
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Die bekannten Schneidelemente der eingangs erwähnten Art wurden bisher
hergestellt, indem man das Blech längs einer Reihe paralleler Linien in einem Stanz-
oder ähnlichen Vorgang einschnitt und eine Kante jedes Schlitzes über die Blechebene
heraushob. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die sich dabei ergebende
Schneide nicht genügend scharf ist und einen negativen Spanwinkel besitzt. Weiterhin
stieß man bei der Abführung der Späne auf Schwierigkeiten, sofern die Schneidkanten
nicht so weit aus der allgemeinen Ebene des Elements herausragten, daß die Festigkeit
der Schneiden gefährdet war.
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Man hat bereits vorgeschlagen, Schneidkanten mit positivem Spanwinkel
dadurch zu erzeugen, daß man den Blechstreifen, aus dem das Element hergestellt
werden sollte, schräg zur Blechrichtung durch Stanzen schlitzt und den die Schneidkante
bildenden Blechstreifen so weit biegt, daß noch ein positiver Spanwinkel übrigbleibt.
Dieses Verfahren hat sich jedoch in der Praxis als unausführbar erwiesen, da der
Stanzstempel dabei eine sehr spitze Schneidkante haben muß, die einerseits schnell
verschleißt und andererseits die Neigung hat, auf dem zu stanzenden Blech zu gleiten.
Dadurch wird nicht nur die Schneidkante am Blech bereits stumpf hergestellt, sondern
es erhält auch die erzeugte Scherfläche, welche die Spanfläche der Schneide bilden
soll, einen solchen Winkel zum Blech, daß der Spanwinkel doch wieder negativ wird.
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Diese Mängel der bisherigen Verfahren werden entsprechend der Erfindung
dadurch beseitigt, daß nach dem Herausdrücken ein Abschnitt jedes herausgedrückten
Streifens den Schlitz verbreiternd abgeschert wird, um an dem verbleibenden Streifenteil
eine Schneidkante zu bilden, wobei die Lage des verbleibenden Streifenteils zu der
allgemeinen Blechebene während des Abscherens im wesentlichen unverändert bleibt.
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Dadurch erhält man eine scharfe Schneide, und gleichzeitig wird ein
Schlitz gebildet, durch welchen die Späne leicht abgeführt werden können, selbst
wenn - wie es bevorzugt wird - die fertige Schneide von der Blechebene einen Abstand
besitzt, der erheblich geringer ist als die Dicke des Bleches.
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Vorzugsweise erfolgt das Abscheren des Abschnittes senkrecht zur Blechebene,
und der nach dem Abscheren verbleibende Streifenteil wird zurück auf das Blech zu
gebogen, wobei die Schneidkante einen positiven Spanwinkel erhält.
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Die Verformung des Blechs kann verschieden erfolgen. So kann man auch
beim Herausdrücken des Blechstreifens aus der Blechebene zuerst in dem Blech eine
Auswölbung mit Dachprofil, dessen Firstkante parallel zu der später zu bildenden
Schneidkante verläuft, erzeugen, die an den beiden quer zum Scheitel der Auswölbung
verlaufenden Seiten vom Blech durch Schnittflächen getrennt ist.. .
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Nachfolgend sind an Hand der Zeichnungen vorteilhafte Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben.
F ig. 1 und 2 sind ein Teillängsschnitt
bzw. ein Teilgrundriß eines Bleches beim ersten Arbeitsgang der Bildung einer Schneide;
Fig. 1 zeigt außerdem noch einen Preßstempel und die zugehörige Matrize, Fig. 3
und 4 sind Ansichten ähnlich Fig. 1 und 2; sie zeigen den Blechstreifen nach dem
zweiten Arbeitsgang.
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Fig. 5 ist ein Teillängsschnitt des fertigen Schneidelements durch
eine Schneide, Fig.6 und 7 sind Teilschnitte; sie zeigen eine Abwandlung des Verfahrens
nach Fig. 1 bis 5, Fig.8, 9 und 10 sind Teillängsschnitte eines Bleches; sie zeigen
die Bildung eines Schneidelementes aus demselben nach einem zweiten Verfahren.
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Das in Fig. 1 bis 5 dargestellte Verfahren dient der Herstellung normalerweise
flacher Schneidelemente zur Verwendung als Feilen und ähnliche Werkzeuge, wobei
eine Vielzahl von Schneiden 25 in jedem Element in Reihen von parallelen Querlinien
1, die gleichen Abstand voneinander haben, angeordnet ist. In jeder Linie befinden
sich im Abstand voneinander Schneiden 25, die in den benachbarten Linien zueinander
versetzt sind.
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Zur Herstellung der Schneidelemente läuft ein Streifen 3 aus Flußstahl
mit einer Stärke von rund 1 mm absatzweise durch eine zweistufige Stanze mit mehreren
Stempeln, wobei die einzelnen Stufen um den doppelten Abstand zwischen den benachbarten
Linien 1 auseinanderliegen; in Fig. 1 und 3 ist dies schematisch dargestellt.
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Beim ersten Arbeitsgang (Fig. 1) wird der Blechstreifen durch die
Stempel 4 im Zusammenwirken mit der Matrize 5 in zwei Reihen 1 eingeschnitten. Jeder
Stempel 4 hat einen kurzen, flachen Vorderteil 6 und einen schrägen Hinterteil
7; die entsprechende Matrize besitzt eine Vertiefung 5 a von dreieckigem
Querschnitt, die der Neigung des Stempelteils 7 entspricht. Durch das Stanzen wird
ein rechteckiger Streifen 8 mit einem Abschnitt 9 gebildet, der waagerecht steht
und sich gerade um die Blechstärke über das Blech erhebt, sowie ein schräger Teil
10. An seinen Seitenkanten 11 ist der Streifen 8 vom Blech 3 abgetrennt.
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Beim zweiten Arbeitsgang (Fig. 3) wird der Abschnitt 9 jedes Streifens
8 herausgestanzt, und es verbleibt nur der schräge Teil 10, vor dem sich nun ein
rechteckiger Schlitz 12 befindet. Zu diesem Zweck wird jeder Teil 8 von einer Matrize
15 aufgenommen, deren Oberfläche 16 der Neigung des Teils 10 angepaßt ist, so daß
dieses auf ihr aufliegt. Die Stirnfläche des Stempels 17 ist leicht abgeschrägt,
so daß das hintere Ende 18 desselben den Teil 10 zuerst berührt. Die Hinterkante
des Stempels 17 ist so ausgerichtet, daß der Stempel nach dem Abscheren des Abschnittes
9 eng anschließend in eine Aussparung 19 des Gesenks hineingeht. Da der Stempel
17 eine waagerechte Oberfläche berührt, hat er weniger das Bestreben, längs
der Oberflächen zu gleiten, als wenn der Streifen 8 bis zu seiner Vorderkante geneigt
wäre.
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Bei diesem Stanzvorgang erhält der Teil 10 eine scharfe Schneidkante
25 mit einem Spanwinkel von Null und einem Freiwinkel C, der sich auf etwa 30° beläuft.
Die Schneide 25 wird nun so zurückgebogen, daß sie von der Oberfläche 20 des Bleches
3 einen Abstand D, hier gleich etwa 1 mm, hat. Für einige Zwecke kann das so erzeugte
Schneidelement völlig angemessen sein. Soll die Schneide 25 nicht so weit vorstehen,
so kann das Verfahren in der-Weise abgewandelt werden, daß der Streifen 10 nach
dem ersten Arbeitsgang von der Wurzel bis zur Vorderkante schräg verläuft. Wenn
nun der Streifen 10 in einem Abstand auf halbem Wege zwischen Vorderkante und Wurzel
abgeschert wird, dann steht die Schneide nur noch um etwa Y2 mm vor.
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Normalerweise wird man an der Schneide25 einen positiven Spanwinkel
vorziehen. Dies kann erreicht werden, indem man die Stempel 4 und 17 das Blech 3
nicht senkrecht zum Blech angreifen läßt. Ein zweckmäßiger Weg ist jedoch der, daß
man die Schneide 25 nach rückwärts gegen die Blechebene 3 zurückbiegt, wie es Fig.
5 zeigt. Die Schneidkante 25 bekommt dann die Anstell- und Spanwinkel
C bzw. R' sowie einen Abstand D' von der Oberfläche 20. Im dargestellten
Beispiel haben die Winkel C und R' eine Größe von etwa 15°, und D' beträgt
rund Y2 mm.
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Eine bessere Schneide kann man durch Abschleifen erhalten, wie es
in Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Anstatt die Schneide wie in Fig. 5 nach rückwärts
bis in die gewünschte Endlage zurückzubiegen, wird dieselbe noch etwas weiter nach
rückwärts: zurückgebogen, bis in die in Fig. 6 gestrichelt angedeutete Lage.
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Das Blech wird dann als Ganzes abgeschliffen, wodurch eine neue Schneide
30 sowie eine flache Oberfläche 31 unmittelbar dahinter zurückbleiben, wobei die
Oberfläche 31 parallel zu der Oberfläche 20 ist. Die Schneidkante 30 wird dann bis
in die gewünschte, in Fig. 7 dargestellte Endlage gebogen, wo sie die Anstell-und
Spanwinkel C" bzw. R" und von der Oberfläche 20 einen Abstand D" hat. Im dargestellten
Beispiel beträgt C" etwa 10°, R" etwa 15° und D" 0,38 mm.
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Bei dem in Fig.8 bis 10 dargestellten Verfahren läuft der Blechstreifen
3 ebenfalls durch eine zweistufige Stanze mit mehreren Stempeln, deren Arbeitsweise
schematisch in Fig. 8 und 9 dargestellt ist, und zwar in Stufen gleich dem doppelten
Abstand zwischen benachbarten Schneidenreihen. Im ersten Arbeitsgang wird der Blechstreifen
3 durch Stempel 41 bearbeitet, die im Grundriß die Form eines Rechtecks haben und
deren Stirnseite den Querschnitt eines symmetrischen V hat. Die beiden Stirnflächen
42 jedes Stempels 41 treffen sich in einer Kante 43, die parallel zu der fertigen
Schneidkante verläuft. Mit dem Stempel wirkt eine Matrize 44 zusammen. Bei dem Stanzvorgang
wird eine Vertiefung 45 von rechteckigem Grundriß erzeugt, die an ihren kürzeren
Seiten 46 vom Blech 3 abgetrennt ist und V-Profil hat. Beim zweiten Arbeitsgang
der zweistufigen Stanze wird der herausgedrückte Teil 45 von einem Gesenk 46 a aufgenommen,
das sich der Form des deformierten Teils anpaßt und in der Mitte einen Schlitz 47
hat, in den ein Stempel 48 von rechteckigem Querschnitt satt hineingeht. Der Stempel
48 entfernt beim Stanzen den zentralen Abschnitt der Vertiefung 45.
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Beim nächsten Arbeitsgang (Fig. 10) werden die Blechabschnitte49 und
50 nach rückwärts in die Blechebene 3 zurückgebogen. Wie bei dem in Fig. 5 dargestellten
Vorgang erhält man dadurch die Schneidkante 52 mit den positiven Anstell- und Spanwinkeln
C' bzw. R' sowie mit dem Abstand d1 von der Oberfläche 20. Die Kante 53 wird weiter
auf den Blechstreifen 3 zu verschoben als die Schneidkante 52 und bildet so eine
nicht schneidende Anlage, die ein zu tiefes Eindringen der Schneidkante 52 verhindert.
Im dargestellten Beispiel haben die Winkel C' und R' eine Größe von je 15°, d1 ist
gleich 0,5 mm und d2 gleich 0,25 mm, was eine maximale Schnittiefe von etwa 0,25
mm ergibt.
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Es ist vorteilhaft, symmetrisch zu stanzen, wie es in Fig. 8 und 9
dargestellt ist, weil dadurch die Einwirkung seitlicher Kräfte auf die Stempel vermieden
wird. Dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig; auch
brauchen die
Stempel den Blechstreifen nicht gerade unter einem rechten Winkel anzugreifen. Um
beispielsweise das Verschieben der Blechabschnitte 49 und 50 zu vermeiden, kann
der Stanzvorgang nach Fig.9 so abgewandelt werden, daß mehr von dem Blechabschnitt
50 weggenommen wird. Der Spanwinkel Null der Schneide 52 nach Fig. 9 genügt für
einige Zwecke. Findet man, daß die Schneidkante zu weit von der Oberfläche 20 entfernt
ist, so kann der Arbeitsgang nach Fig. 8 in der Weise modifiziert werden, daß man
eine flachere Vertiefung stanzt. Unter vielen anderen möglichenAbwandlungenkann
man anstatt der Schneide 52 eine abgeschliffene Kante 30 vorsehen, indem man sich
an das Verfahren nach Fig. 6 und 7 hält.
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Ebenso können nicht schneidende Anlaufflächen zur Begrenzung der Schnittiefe,
wie die Blechabschnitte 50, an dem Blechelement nach Fig. 5 angebracht werden. Wo
eine Schneide mit dem Spanwinkel Null und geringem Vorsprung erforderlich ist, können
die Stempel und Gesenke für den Arbeitsgang nach Fig. 3 geändert werden, um gegenüber
den Schneiden 25 Anlaufflächen wie 50 zu erhalten, wobei man dann auf den Arbeitsgang
nach Fig. 5 verzichten kann. Das effektive Hervorstehen der Schneiden 25 über die
Oberfläche 20 kann auf diese Vereise vermindert werden, wenn sie auch dabei selbst
den Abstand von rund 1 mm beibehalten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist ganz besonders zur Herstellung
von Schneidelementen mit großem Keilwinkel geeignet, wie etwa 60° und darüber. Das
Schneidelement kann zu einer Halbrundfeile gebogen sowie zu einer Trommel od. dgl.
geformt werden. Mit einer geringen Abweichung können die oben beschriebenen Verfahren
zu der Herstellung von Schneidelementen in Scheibenform verwendet werden.